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XX 大 學(xué)
畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告
學(xué) 院： 機(jī)電工程
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及自動化
學(xué) 號：
指導(dǎo)老師：
姓 名：
日 期： 年 月 日
XX大學(xué) 屆畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題 目
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液壓沖擊試驗裝置設(shè)計
作者姓名
學(xué)號
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
1.立論依據(jù)
1.1研究的背景與意義：
液壓傳動與控制是機(jī)械工程學(xué)科的一個重要研究方向，湖南省是工程機(jī)械的重要生產(chǎn)基地，而工程機(jī)械廣泛使用液壓傳動，隨著技術(shù)大發(fā)展以及工業(yè)應(yīng)用的需求，液壓技術(shù)正朝著高壓、高速的方向積極發(fā)展。
計算機(jī)輔助測試方法已廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，具有效率高、精度高、可靠性高的特點，在液壓測試系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越成熟。目前為止，國內(nèi)外諸多學(xué)者已經(jīng)完成了多種形式液壓試驗臺計算機(jī)輔助測試系統(tǒng)的開發(fā)與實際應(yīng)用，大部分完成的是高壓大流量或者軟件測試的單一針對性實驗，上海交通大學(xué)開發(fā)了基于LabVIEW的高壓高速實驗臺，其實驗是針對泵性能測試的，特點是專用性強(qiáng)，但通用性差。
本高壓大流量液壓試驗臺可實現(xiàn)系統(tǒng)瞬時流量為3000L/min，滿足大部分液壓試驗的需要，并實現(xiàn)液壓回路的靈活設(shè)計。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：
工程機(jī)械是機(jī)械裝備工業(yè)的重要組成部分，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，工程機(jī)械中95%使用液壓控制系統(tǒng)，故液壓系統(tǒng)和液壓元部件的性能測試實驗成為至關(guān)重要的部分，近年來，美國、德國等國家的工程機(jī)械的發(fā)展方向與中國不盡相同，他們致力于向節(jié)能環(huán)保，小型多功能方面發(fā)展，而中國更多是向大型工程機(jī)械的方向發(fā)展，針對于我國工程機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r，完成高壓大流量液壓試驗臺成為必需的過程。根據(jù)其應(yīng)用性能的不同，各高校及企業(yè)的研究者完成了不同針對性試驗臺的搭建，進(jìn)行了大量的大流量液壓實驗。
孫紅波，王勇等人，為解決我國大流量安全閥的實驗難題，研制出可實現(xiàn)輸出流量達(dá)到500L/min的實驗裝置，成功做出大流量安全閥的動態(tài)性能實驗分析，并得出安全閥的流量、壓力的時間特性曲線。于良振、王明琳等，根據(jù)鍛壓機(jī)應(yīng)用需求，對電液比例插裝閥進(jìn)行了性能測試，其實驗系統(tǒng)實現(xiàn)2MPa低壓下提供3600L/min的流量，使用低壓大流量完成了流量--壓差特性實驗，實現(xiàn)最大壓力31.5MPa，最大穩(wěn)態(tài)流量300L/min，同時由4個容積大小為100L的蓄能器組合提供瞬態(tài)高壓大流量，使用高壓實驗系統(tǒng)，完成了閥的階躍響應(yīng)實驗。候剛針對我國目前高性能沖擊大流量安全閥裝置的空白問題，采用9個容積100L的蓄能器，完成大流量安全閥沖擊測試。曾斌在改善管道系統(tǒng)的沖洗工藝中，采用4臺額定流量200L/min，最大工作壓力16MPa的柱塞泵的液壓系統(tǒng)，完成了液壓系統(tǒng)高壓大流量沖洗工藝研究。
姚春江、陳小虎等人完成了多功能液壓試驗臺的設(shè)計，試驗臺液壓泵由75Kw電動機(jī)驅(qū)動，實現(xiàn)最高壓力24MPa，最大流量91L/min，電磁換向閥、節(jié)流閥、溢流閥和液壓缸構(gòu)成故障模擬系統(tǒng)，流量計和壓力傳感器構(gòu)成檢測系統(tǒng)，電磁閥和溢流閥模擬工作。廖映華，張良棟等人為更好滿足教學(xué)及科研需求，將QCS014液壓試驗臺進(jìn)行改造，舊試驗臺可完成12種基本回路實驗，可進(jìn)行泵電機(jī)控制、液壓系統(tǒng)順序控制、溫度控制、計時控制，主要利用ACT-120溫度調(diào)節(jié)指示儀和JSK-5B電子計時控制器實現(xiàn)，改造后的試驗臺可實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的接觸繼電器和PLC控制，將實驗系統(tǒng)劃分為各控制模塊處理。陳六梅、高亞明等人完成了工程機(jī)械液壓系統(tǒng)檢測試驗臺的開發(fā)，試驗臺采用集成模塊化設(shè)計，油路壓力與方向有2組電磁閥分別控制，壓力由4個溢流閥和1個電液比例閥控制，各個閥安裝在集成塊四周，檢測平臺由PXI總線硬件平臺、液壓元件試驗臺、便攜式檢測單元、地面固定平臺、檢測與診斷系統(tǒng)、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成，滿足工程機(jī)械液壓檢測的需求。楊小強(qiáng)、高亞明等人做了液壓系統(tǒng)故障通用檢測平臺的研究，也是采用模塊化思想及通用檢測平臺構(gòu)成，實現(xiàn)了故障檢測系統(tǒng)的應(yīng)用價值。
Smaranda，Nitn等人完成了一種特殊結(jié)構(gòu)電磁閥的模型和響應(yīng)特性。Elif，Erzan等人完成了高速電磁閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計和響應(yīng)特性的研究。M.K.Bahr Khalil等人在工業(yè)應(yīng)用和移動液壓機(jī)械的基礎(chǔ)上，完成了對恒功率斜盤軸向柱塞泵的研究，探討了對比例泵性能的控制方案，提出了優(yōu)化方案并得到了驗證。
基于大流量實驗的成功完成以及模塊化的應(yīng)用，給本高壓大流量液壓試驗臺提供了借鑒基礎(chǔ)。
1.3存在問題：
原有的液壓沖擊試驗臺，油路和液壓閥分布在三個閥塊中，從而有以下主要缺點：1、因三個版塊采用堆疊的連接方式，使得維修不便，在對下層試驗臺進(jìn)行維修時，需將上層試驗臺吊起來，導(dǎo)致維修困難。2、由于制造誤差、裝配誤差等，存在平面度誤差，使得兩個平面不能完全重合存在縫隙，導(dǎo)致密封性不好，在兩平面的接觸處容易出現(xiàn)漏油的狀況。
2.研究方案
2.1研究目標(biāo)：通過觀察液壓沖擊試驗臺實物，查閱北京華德液壓公司及德國派克公司的相關(guān)液壓閥產(chǎn)品的資料，借鑒師兄們在設(shè)計液壓試驗臺及研究液壓閥的經(jīng)驗，結(jié)合試驗臺的參數(shù)要求，完成對試驗臺的液壓閥的布置及流道設(shè)計。在設(shè)計過程中提升自己對液壓閥專業(yè)知識的掌握，學(xué)會熟練使用機(jī)械設(shè)計手冊及液壓工程手冊，能熟練掌握AUTO-CAD、SolidWorks等二維和三維畫圖軟件，實現(xiàn)三維建模。使自己能熟悉產(chǎn)品設(shè)計過程，建立完整的設(shè)計思路。
2.2研究內(nèi)容：
1. 基于插裝閥的沖擊控制模塊總裝圖設(shè)計。
2. 插裝閥、電磁換向閥、管接頭選型。
3. 連接塊零件圖設(shè)計。
2.3關(guān)鍵問題：
1. 閥塊上液壓閥的布置：將原有的三層閥塊改為非重疊的兩個閥塊，需合理布置該實驗臺上原有的液壓閥等液壓元件，使重新設(shè)計的試驗臺能夠?qū)崿F(xiàn)其原有的功能。
2. 閥塊上油路的設(shè)計：原來的試驗臺，閥塊間有一面重合，結(jié)合面上有油路通過，存在密封性問題。而重新設(shè)計后的閥塊間采用管道連接，油路需重新設(shè)計，在油路設(shè)計時需結(jié)合液壓閥的參數(shù)及試驗臺參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計。
3. 閥塊整體尺寸計算：合理布置各元件所在的位置和各油口的方位，充分考慮元件類型及外形尺寸，便于安裝維修，給裝卸扳手留下必要的空間，力求結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。
4.加工成本預(yù)算：將三層閥塊重新設(shè)計為兩個閥塊，會使閥塊上液壓元件的數(shù)量增加，油路也會變復(fù)雜，在設(shè)計閥塊時必須考慮加工難度與加工成本。
3.創(chuàng)新之處
本次設(shè)計在參照原有試驗臺設(shè)計的基礎(chǔ)上，在使用原有設(shè)計參數(shù)滿足原有功能的前提下進(jìn)行設(shè)計。將原來的三個閥塊層疊在一起的結(jié)構(gòu)，改為兩個獨(dú)立的閥塊通過管道進(jìn)行連接。能夠有效解決密封性問題，還能方便維修。
4設(shè)計步驟：
1. 觀察液壓試驗臺實物，通過研究試驗臺的原理圖及裝配圖了解其結(jié)構(gòu)及工作原理。
2. 查閱試驗臺上相關(guān)產(chǎn)品的基本資料，了解其結(jié)構(gòu)和原理。
3. 根據(jù)各液壓元件的基本資料建立試驗臺的三維模型，將各液壓元件合理布置在閥塊上。
4. 根據(jù)液壓閥的參數(shù)及試驗臺的原理圖完成流道設(shè)計。
5. 完成液壓沖擊控制模塊總裝圖及聯(lián)接塊零件圖。
6. 撰寫完成設(shè)計說明書。
5.擬使用的主要設(shè)計、分析軟件及儀器設(shè)備
AutoCAD2004，SolidWorks2014
6.參考文獻(xiàn)
《液壓傳動》，機(jī)械工業(yè)出版社，主編：王積偉，章宏甲，黃誼。
《機(jī)械設(shè)計手冊(第五版)》，化學(xué)工業(yè)出版社，主編成大先。
北京華德方向控制二通插裝閥產(chǎn)品設(shè)計說明書。
北京華德方向閥系列產(chǎn)品設(shè)計說明書。
德國派克比例節(jié)流閥產(chǎn)品設(shè)計說明書。
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